一种聚合物微胶囊改性乳化沥青的制备方法技术

本发明专利技术公开了属于沥青改性技术领域的一种聚合物微胶囊改性乳化沥青的制备方法。通过细乳液聚合的方法，在沥青微球表面微胶囊原位包覆、交联一层聚合物壳层，形成有机/无机复合核壳结构。该聚合物微胶囊改性乳化沥青成膜后，可形成聚合物和沥青的互穿网络结构，体现了有机/无机复合材料的特性，耐热性更佳，软化点高，用其生产的混合料抗永久变形好，防止高温季节路面形成车辙等病害，更适应炎热地区的路面建设及养护需要。由于其具有聚合物改性的特点，韧性增加，抗裂性好，还可广泛应用于高速铁路板式无砟轨道轨道或城市轻轨的乳化沥青水泥砂浆等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于浙青改性
，具体涉及一种聚合物微胶囊改性乳化浙青的制备方法。
技术介绍
浙青是一类广泛用于公路交通、防水工程方面的材料。浙青最大的缺点在于其温度敏感性，冬季容易脆裂，夏季容易软化。随着现代社会国民经济的迅速发展，交通流量和行驶频率激增，车辆承重能力不断增加，同时要求公路设施能经受更严酷的高低温气候条件，耐久性更好，减少维修工作量。现代工程要求浙青在低温下仍具有应有的弹性和塑性， 高温时具有一定的强度和热稳定性，与各类工程施工面的结合能力，抗疲劳性等方面提出了更高的要求。普通浙青已经无法达到其使用标准和要求。聚合物改性乳化浙青是一类常见的手段，其热稳定性、软化点、与集料的粘附性、回弹性能、成膜性、耐疲劳性、抗裂性等都有所提高。聚合物改性浙青乳液可以在常温下搅拌、喷洒、铺筑各种路面，也可用在透层油、 粘层油、基层养护等方面，可以消除公路路面开裂、车辙、老化等问题，提高路面平整、防滑、 防水及耐久性。改性浙青是一种添加橡胶胶乳类高分子聚合物的乳化浙青产品，既吸取了橡胶浙青材料的特性，又保留着乳化浙青的优点，使乳化浙青的耐候性提高，弹性、粘结性和韧性增强，同时还可以提高微表处的高温稳定性、低温抗裂性、内聚力、防水性能，从而延长其使用寿命。其性能优劣直接影响路面养护微表处技术的成败。常见的聚合物改性乳化浙青主要通过两种方法进行制备对乳化浙青进行聚合物改性和对聚合物改性浙青进行乳化。 前者是将乳化浙青为母体，加入聚合物乳液及适当的添加剂如分散稳定剂等进行热混合。 后者是将浙青与聚合物均勻混合后，再加入乳化剂溶液等进行高速剪切乳化。用于制备聚合物改性乳化浙青的聚合物主要有丁苯橡胶胶乳、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 (SBS)、天然橡胶胶乳、羧基胶乳、氯丁橡胶胶乳等。聚合物添加量一般在3%左右。不难发现，目前的改性手段更加通过的是一种物理复配的方法。不可避免存在聚合物和浙青的相容性较差、长期稳定性和乳化剂性能差、乳化温度高(一般都在150度以上)等缺点，这亦是目前聚合物改性乳化浙青生产领域面临的技术难题。针对这一技术背景，本专利专利技术了一种聚合物微胶囊改性乳化浙青的制备方法。通过自由基细乳液聚合的方法，在浙青颗粒表面原位聚合，微胶囊包覆、交联聚合物壳层，形成有机/无机复合核壳结构。解决了聚合物和浙青相容性的问题，长期稳定性好。制备过程中温度较低，在60 90°C即可生产。同时，普通物理复配的聚合物改性乳化浙青成膜后，浙青和聚合物的膜是连续、相互独立的；而本专利专利技术的聚合物微胶囊改性乳化浙青成膜后可形成聚合物和浙青的互穿网络结构IPN(interpenetrating Polymer Network)，无疑将进一步提高聚合物改性乳化浙青的性能
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚合物微胶囊改性乳化浙青的制备方法。 一种聚合物微胶囊改性乳化浙青的制备方法，按照如下步骤进行(1)将10 500g基质浙青与含1 200g乳化剂的水溶液进行超声混合得到均勻溶液；(2)向步骤(1)得到的溶液中加入10 500g单体溶胀1 5小时，升温至60 90°C，加入1 30g引发剂充分聚合1 3小时后，加入20 600g单体和4 50g引发剂持续反应1 12小时，降温冷却，滤去残渣后用NaOH调节原液pH值至碱性，得聚合物微胶囊改性乳化浙青。所述乳化剂选自烷基硫酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、脂肪醇硫酸盐、月桂基二乙醇酰胺、月桂酰胺丙基甜菜碱、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸钠、 月桂酰胺丙基氧化胺、直链烷基苯磺酸盐、聚氧乙烯山梨醇单月桂酸酯、羟乙基纤维素中的一种或一种以上。所述单体为丙烯酸类单体、苯乙烯、丙烯酸酯类单体、交联剂的混合物，丙烯酸类单体、苯乙烯、丙烯酸酯类单体与交联剂的质量比为(1 50) (50 800) (5 600) (1 50)。所述丙烯酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸铵盐、丙烯酸单价金属盐、丙烯酸二价金属盐、甲基丙烯酸铵盐、甲基丙烯酸单价金属盐、甲基丙烯酸二价金属盐中的一种或一种以上；所述交联剂选自异氰酸盐、有机过氧化物、硅烷、三聚氰胺、异氰酸酯、羟甲基酯中的一种或一种以上；所述丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异丁酯中的一种或一种以上。所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、 V-50引发剂、过氧化十二酰中的一种或一种以上。本专利技术的有益效果1、本专利技术所制备的聚合物微胶囊改性乳化浙青稳定性好，在浙青颗粒表面原位聚合，微胶囊包覆、交联聚合物壳层，形成有机/无机复合核壳结构，解决聚合物和浙青的相容性问题。2、生产、制备过程简单，温度低。3、聚合物微胶囊改性乳化浙青成膜后可形成聚合物和浙青的互穿网络结构，进一步提高聚合物改性乳化浙青的性能。具体实施例方式下面以具体实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1将400g基质浙青与含有30g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠的水溶液进行超声混合得到均勻溶液后，加入I0g(甲基丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸甲酯与异氰酸酯的混合物，各组分的质量比为2 70 10 3)溶胀2小时，升温至90°C，用3g的引发剂充分聚合3小时后， 加入30g上述单体和IOg过氧化二苯甲酰持续反应3小时，降温冷却，滤去残渣后用NaOH 调节原液PH值至碱性，即得聚合物微胶囊改性乳化浙青。测试聚合物微胶囊改性乳化浙青粒径大小为2180nm，分散指数为0. 134。实施例2将500g基质浙青与含有8g月桂酰胺丙基甜菜碱的水溶液进行超声混合得到均勻溶液后，加入20g单体(丙烯酸铵钠、苯乙烯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯与硅烷的混合物，各组分的质量比为11 270 100 11)溶胀5小时，升温至80°C，用6g的过硫酸钠充分聚合3小时后，加入80g上述单体和20g过硫酸钠持续反应8小时，降温冷却，滤去残渣后用 NaOH调节原液PH值至碱性，即得聚合物微胶囊改性乳化浙青。测试聚合物微胶囊改性乳化浙青粒径大小为2330nm，分散指数为0. 152。实施例3将300g基质浙青与含有85g脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸钠的水溶液进行超声混合得到均勻溶液后，加入IOg单体(丙烯酸钠、丙烯酸铜、苯乙烯、甲基丙烯酸异丁酯中与三聚氰胺的混合物，各组分的质量比为10 11 570 400 31)溶胀4小时，升温至 85°C，用8g的V-50引发剂充分聚合2小时后，加入80g上述单体和40gV_50引发剂持续反应10小时，降温冷却，滤去残渣后用NaOH调节原液PH值至碱性，即得聚合物微胶囊改性乳化浙青。测试聚合物微胶囊改性乳化浙青粒径大小为2210nm，分散指数为0. 092。实施例4将440g基质浙青与含有125g月桂酰胺丙基氧化胺的水溶液进行超声混合得到均勻溶液后，加入136g单体(甲基丙烯酸铵钠、苯乙烯、丙烯酸-2-乙基己酯、三聚氰胺与羟甲基酯的混合物，各组分的质量比为41 600 490 21 20)溶胀1小时，升温至70°C， 用IOg的偶氮二异丁腈充分聚合1小时后，加入40g上述单体和45g偶本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种聚合物微胶囊改性乳化沥青的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行：（１）将１０～５００ｇ基质沥青与含１～２００ｇ乳化剂的水溶液进行超声混合得到均匀溶液；（２）向步骤（１）得到的溶液中加入１０～５００ｇ单体溶胀１～５小时，升温至６０～９０℃，加入１～３０ｇ引发剂充分聚合１～３小时后，加入２０～６００ｇ单体和４～５０ｇ引发剂持续反应１～１２小时，降温冷却，滤去残渣后用ＮａＯＨ调节原液ｐＨ值至碱性，得聚合物微胶囊改性乳化沥青。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔祥明，吴纯超，张珍林，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11